DE2935965B2

DE2935965B2 - Anordnung zur telemetrischen Überwachung sich bewegender Maschinenteile.

Info

Publication number: DE2935965B2
Application number: DE2935965A
Authority: DE
Inventors: Kurt 2110 Buchholz Fritze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-09-06
Filing date: 1979-09-06
Publication date: 1981-07-16
Also published as: US4340890A; DE2935965A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur telemetrischen Überwachung sich bewegender Maschinenteile, insbesondere sich drehender Fahrzeugräder, mittels einer dazu relativ feststehenden, gegenseitig abge- «» schirmten Sender- und Empfängeranordnung, die mit Aus- und Eingangsspulen ausgerüstet ist, welche periodisch durch eine an den sich bewegenden Maschinenteilen bzw. sich drehenden Fahrzeugrädern angebrachte Koppelspule über ebenfalls dort ange- « brachte Meßwertaufnehmer für Luftdruck, Temperatur funktionsbestimmend beschaltet wird.

Derartige Anordnungen sind beispielsweise aus der DE-PS 15 05 880 und der DE-OS 25 23 488 bekannt. Bei der mit der DE-OS 25 23 488 bekannten Anordnung zur *<> elektronischen Überwachung des Zustanden von Kraftfahrzeugreifen und -rädern sind an dem feststehenden Fahrzeugteil in der Nähe der Räderinnenseiten zwei mit relativ geringem Abstand voneinander mit Kernen aus ferromagnetischem Material versehene, gegeneinander ^4r> elektrisch abgeschirmte Spulen angebracht, die jeweils die induktiven Antennen von je einem Sender und Empfänger bilden und die auf eine gemeinsame Frequenz abgestimmt sind. Diese Spulen sind durch eine bestimmte räumliche Anordnung zueinander und Abschirmung gegeneinander gegenseitig entkoppelt und werden durch eine dritte, auf gleicher Frequenz abgestimmte und am Rad oder Felgenrad befestigte Koppelspule infolge der Raddrehung miteinander periodisch verkoppelt. Der Nachteil einer derartigen « Anordnung besteht darin, daß die Dämpfung und die Resonanzfrequenz der Schwingkreise durch in der Nähe angeordnete Eisenteile stark erhöht werden. Damit werden die Kopplungsverhältnisse zwischen Senderausgangsschwingkreis und Empfängereingangsschwingkreis günstig beeinflußt.

Abschirmungen für elektrische Schaltelemente sind wohlbekannt. Aus DE-PS 7 20 694 ist es ebenfalls bekannt, solche Abschirmungen mit Öffnungen zu versehen, die jedoch lediglich Wartungszwecken dienen und ein Auswechseln der in der Abschirmhülle befindlichen Schaltelemente ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Übertragungsanordnung zu schaffen, bei der für die Anordnung zur telemetrischen Überwachung sich bewegender Maschinenteile Umgebungseinflüsse auf die Dämpfung und Resonanzfrequenz weitgehend ausgeschaltet werden und gleichzeitig eine zusätzliche Kopplungsverstärkung erzielt wird.

Dies wird gemäß Patentanspruch 1 dadurch erreicht, daß die Koppelspule von einer elektrisch gut leitfähigen Abschirmung umgeben ist, die lediglich an der in Richtung der Sender- und Empfängeranordnung weisenden Vorderseite mit einer Öffnung versehen ist, die in der Abschirmung mit der Mittelachse der Koppelspule einen Winkel von 10° bis 60° bildet

Es wird also die Koppelspule auf der Rückseite mit einem Material hoher Leitfähigkeit vorzugsweise starkem Kupferblech, abgeschirmt so daß die Streukraftlinien nicht bis zum Eisenmaterial gelangen können. Hierdurch wird vermieden, daß dieses Material einen Einfluß auf die Resonanzfrequenz und die Dämpfung ausübt Diese Wirkung wird umso besser erreicht je kleiner die Öffnung der Abschirmung ist und je weiter diese die Koppelspule an den Enden überragt

Andererseits darf jedoch der Austritt derjenigen Feldlinien, die für die erwünschte Koppelung zum Sender Ausgangs- bzw. Empfänger-Eingangskreis erforderlich sind, durch die Abschirmung nicht zu sehr behindert werden.

Bei der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die Öffnung in der Abschirmung mit der Mittelachse der Koppelspule einen Winkel von 10° bis 60°, vorzugsweise 20° bis 40°, bildet. Außerdem sollte die Abschirmung die Enden der Spule an beiden Seiten um etwa 10% von derer Länge, mindestens jedoch um etwa 10 mm überragen. Durch diese Abschirmung des Spulenstreufeldes ergibt sich der für die Funktion der Gesamtanlage wichtige zusätzliche Effekt einer starken Bündelung der magnetischen Feldlinien in Richtung Sender-Empfängerschwingkreis und damit eine Koppelungsverstärkung. Dies gilt insbesondere, wenn an Stelle eines zylindrischen Ferritkerns der Koppelspule ein gebogener Ferritkern verwendet wird. Dieser kann im Grenzfall sogar als U-förmiger Kern ausgebildet sein, wobei die Enden eines solchen Ferritkerns aus dem Spalt der Abschirmung noch etwas in Richtung auf die Sender- bzw. Empfängerspulen, die ebenfalls U-förmig ausgebildet sein können, herausragt.

Die Abschirmung der Koppelspule ergibt bei der vorgeschlagenen Ausbildung somit überraschenderweise zusätzlich eine besonders günstige Richtwirkung, was einer geeigneten Feldverformung durch die im rückwärtigen Teil der Abschirmung fließenden Wirbelströme und die daraus entsteinenden magnetischen Feldlinien zuzuschreiben ist.

Zwar ergibt sich auch bei noch so günstig ausgelegter Abschirmung eine geringe Dämpfung und eine Induktivitätsänderung, die sich aber bei späterer Anbringung an einer Eisenkonstruktion nicht mehr stark ändert und also im Prüffeld abgeglichen werden kann, was insbesondere im Hinblick auf einen nachträglichen Austausch am Einsatzort von außerordentlich großem Vorteil ist. Im Reparaturfall kann daher auch von ungeübten Kräften eine Auswechslung vorgenommen werden, ohne daß die komplizierte Nachstimmung hinsichtlich der Frequenz erforderlich wäre.

Als Material für die Abschirmung wird vorteilhafterweise Kupfer verwendet. Es eignen sich jedoch auch andere Materialien hoher elektrischer Leitfähigkeit.

Wenn die Abschirmung aus dickem Kupferblech an einer Felge angebracht ist, ergibt dies naturgemäß eine Radunwucht, die insbesondere bei höheren Umdrehungszahlen der Räder kompensiert werden muß. Um diese Unwucht zu verringern, kann Material gleichen elektrischen Widerstandes, aber geringerer Masse verwendet werden. Hierzu eignen sich beispielsweise Silberblech, das bei gleichem elektrischen Widerstand dünner ausgebildet sein kann, oder Aluminiumblech, dessen spezifisches Gewicht erheblich geringer ist als das der beiden vorgenannten Materialien.

Zum Aufbau der Abschirmung kann das gut elektrischleitende Material in der Form eines Blechs, einer gegebenenfalls mehrschichtigen Folie oder auch eines Drahtgewebes dienen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel entnommen werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung;

F i g. 2 einen Querschnitt durch die in F i g. 1 dargestellte Anordnung längs der Linie IV-IV.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform ist eine Anordnung für die elektronische Überwachung des Zustandes von Kraftfahrzeugreifen und -rädern eingesetzt. Hier ist an einem Fahrzeugrad 8 mit Gummireifen an der Innenseite der Felge 5 die Koppelspule 1 befestigt, die einen Ferritstab 2 aufweist, auf den eine Spule 3 gewickelt ist, an die ein Schwingkreiskor densator 9 angeschlossen ist. Im unteren Teil ist ein weiterer Ferritstab 2C angeordnet. Alle diese Teile sind in das Gehäuse 4 aus nichtleitendem, nichtmagnetischem Material beispielsweise mit Schaumstoff 10 eingebettet. Das Gehäuse 4 ist mittels Krampen 15 an der Innenseite der Felge 5 befestigt Ein Ventilschalter U oder ein Thermoschalter 12 öffnen den Schwingkreis 3, 9 im Störungsfalle, beispielsweise bei zu hoher Rad- oder Bremstrommel-Temperatur. Der Schwingkreis ist dann wirkungslos. Sender- und Empfängerspule werden entkoppelt Am Chassisrahmen 13 des Kraftfahrzeuges sind zwei Metalltöpfe 14/4 und 14ß in gewissem Abstand voneinander befestigt In dem Topf 14/4 ist der Sender, bestehend aus dem Ferrit-U-Kern 2/4 und der Spule 3Λ. abgeschirmt untergebracht In dem Topf 14ß ist der Empfänger mit dem Ferrit-U-Kern 2ß und der Spule 3ß abgeschirmt untergebracht Der Topf 14ßwird mit der Spule 3 ß so im Winkel zu der Spule 3A gedreht, daß die vom Sender noch wirksame Streuenergie ein Spasnungsminimum in der Spule 3ß ergibt. Erfindungsgemäß ist die Koppelspule 1 von einer Abschirmung 6 umgeben, die aus Kupferblech besteht und die eine Öffnung 7 mit einem öffnungswinkel α von 30° offen läßt Die öffnung 7 der Abschirmung 6 ist so angeordnet daß sie beim Vorbeistreichen des Gehäuses 4 an der Sender- und Empfängeranordnung dieser zugewandt ist und parallel verläuft

Befindet sich das am Fahrzeugrad 8 angeordnete Schwingkreis-Koppelelement in der in Fig. 1 dargestellten Lage, dann sind die U-Kerne 2/4 und 2ß über dieses nur dann gekoppelt, wenn die Schalter 11 und 12 geschlossen sind, wodurch bei jeder Radumdrehung kurzzeitig Hochfrequenzenergie von der Sendeantenne 3/4 zur Empfangsantenne 3ßgelangt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur telemetrischen Überwachung sich bewegender Maschinenteile, insbesondere sich drehender Fahrzeugräder, mittels einer dazu relativ i feststehenden, gegenseitig abgeschirmten Senderund Empfängeranordnung, die mit Aus- und Eingangsspulen ausgerüstet ist, welche periodisch durch eine an den sich bewegenden Maschinenteilen bzw. sich drehenden Fahrzeugrädern angebrachte ι ο Koppelspule über eine ebenfalls dort angebrachte Meßwertaufnahme beschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelspule (1) von einer elektrisch gut leitfähigen Abschirmung (6) umgeben ist, die lediglich an der in Richtung der π Sender- und Empfängeranordnung weisenden Vorderseite mit einer Öffnung (7) versehen ist, die in der Abschirmung (6) mit der Mittelachse der Koppelspule einen Winkel (alpha) von 10° bis 60° bildet

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (6) die Enden der Koppelspule (1) überragt